2.1温度和温标 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（含答案）

2.1温度和温标一学科核心素养物理观念∶理解状态参量、平衡态温度、热力学温度的概念，理解热力学温度与摄氏温度的区别和联系。科学思维∶对比分析平衡态与热平衡之间的关系，知道温度它们是共同的热学性质。科学探究：利用玻璃瓶模拟伽利略的温度计，知道温度计的普遍原理。科学态度与责任∶温度的使用，再次体现了知识转化为生产力为社会服务的生动例子，激发学生学习物理的兴趣。二学习重难点重点：热力学温度和摄氏温度的关系。难点：热平衡与温度的关系。三课前预习1．热平衡与温度（1）热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量___________，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。（2）热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于___________（3）温度：热平衡中，表征“共同的___________性质”的物理量。（4）热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的___________2．热力学温度T与摄氏温度t（1）摄氏温标：一种常用的表示温度的方法。规定标准大气压下___________为0℃，___________为100℃，在0℃和100℃之间均匀分成___________等份，每份算作1℃。（2）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法。热力学温标表示的温度叫___________。用符号T表示，单位是___________，符号为___________。（3）摄氏温度与热力学温度的关系为T=___________K。3．热力学系统和外界（1）热力学系统：由_______组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。（2）外界：系统之外与系统发生_______的其他物体统称外界。4．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点（冰点）。摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的。如图所示，以冰点定为0℃，汽化点定为100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度。摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由开尔文创立，把－273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标（或绝对温标）。热力学温标用K表示单位，常用T表示。试回答：如果可以粗略地取－273℃为绝对零度。在一标准大气压下，冰的熔点为______℃，即为______K。5．（1）两个系统具有相同的________时，即达到了热平衡。（2）北京时间2016年8月6日是第31届里约奥运会开幕的日子，中央电视台播报天气预报，里约的最高气温是38℃，它是________K，我国在研究超导问题方面走在世界前列，我国科学家发现某种超导材料的临界温度是90K，它是________℃。6．拔火罐是传统中医理疗方式，医生先用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐紧贴皮肤，以达到通经活络、祛风散寒等目的。小罐内的空气在冷却过程后体积减小，分子平均动能__________；单位体积内的分子数_________。（以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”）7．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下的熔点（冰点）摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典天文学家A。摄尔修斯设计的，以冰点定作0℃，汽化点定作100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度；用1℃表示。用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度.摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊（开尔文）创立，把-273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标（或绝对温标）热力学温标用K表示单位，常用T表示。试回答：（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为：__________。（2）如果可以粗略地取-273℃为绝对零度，在一标准大气压下，室温27℃可以表示为________K，水的沸点是_________℃，即________K。（3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高_________K。四自我检测1．关于分子动理论，下列说法正确的是（）A．扩散现象说明分子间存在斥力B．温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同C．产生布朗运动的原因是液体分子永不停息地做无规则运动D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力2．下列说法正确的是（）A．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大B．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显C．当分子间的距离减小时，分子势能一定增大D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小3．下列说法错误的是（）A．物体温度是其内部分子热运动平均动能的标志B．物体的体积变化时，其内部大多数分子间的距离将发生变化，因而物体内部分子势能的总量随之改变C．物体的动能与势能的总和，叫做物体的内能D．相同温度下，氢气分子运动平均速率大于氧气分子平均速率4．蛟龙号深潜器在执行某次实验任务时，外部携带一装有氧气的汽缸，汽缸导热良好，活塞与缸壁间无摩擦且与海水相通。已知海水温度随深度增加而降低，则深潜器下潜过程中，下列说法正确的是（）A．每个氧气分子的动能均减小B．氧气分子的平均速率增大C．氧气分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加D．氧气分子每次对缸壁的平均撞击力增大5．一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则（）A．水分子的平均动能增大B．只有个别水分子的动能增大C．所有水分子的动能都增大D．每个水分子的动能改变量均相同6．关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是（）A．某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高7．金华6月某天的最高温度为36℃，最低温度为27℃，用热力学温标来表示金华这一天的最高温度和最大温差分别为（）A．36K；9K B．309K；9KC．36K；300K D．309K；282K8．关于温度与温标，下列说法正确的是（）A．温度与温标是一回事，所以热力学温标也称为热力学温度B．摄氏温度与热力学温度都可以取负值C．摄氏温度升高3°C，在热力学温标中温度升高276.15KD．热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等9．如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法正确的是（）A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大B．温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著C．因质量相等，故A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大D．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小10．下列有关热平衡的说法，正确的是（）A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态B．热平衡定律只能研究两个系统的问题C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别参考答案：三课前预习1．

不再变化

热平衡

热学

温度2．

冰水混合物的温度

沸水的温度

100

热力学温度

开尔文

K

t+273.153